JP2002151847A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内蔵される電子部品とこれを埋設する樹脂の密
着性を高め、かかる電子部品と内部の配線層や第１主面
上に搭載するＩＣチップ間の接続が確実で安定した配線
基板およびかかる配線基板の製造方法を提供する。 【解決手段】表面４および裏面７を有する絶縁性の基板
２と、かかる絶縁性の基板２において裏面７側に開口す
る凹部８と、かかる凹部８に樹脂９を介して内蔵され且
つ表面にチタン系、アルミニウム系、シラン系、または
これらの混合物からなる有機化合物１１が予め被覆され
ている電子部品１０と、を含む、配線基板１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁性の基板に電
子部品を内蔵する配線基板およびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年における配線基板の小型化および配
線基板内における配線の高密度化に対応するため、配線
基板の第１主面上にＩＣチップなどの電子部品を搭載す
るだけでなく、コア基板の内部に電子部品を内蔵する配
線基板が提案されている。例えば、図１０(Ａ)に示す配
線基板４０は、絶縁基板４１に穿孔された貫通孔４２に
チップコンデンサ(電子部品)４３を挿入し、その両端の
電極４４，４４をハンダ４８，４８を介して、上記絶縁
基板４１およびこれに隣接する絶縁層４６の間に形成し
たランド４７，４７と接続している。上記貫通孔４２内
に樹脂４９を充填することで、チップコンデンサ４３を
固着して内蔵する。かかるコンデンサ４３内には内部電
極４５が内設されている。

【０００３】また、図１０(Ｂ)に示す配線基板５０は、
絶縁基板５１に穿孔した貫通孔５２の一方の開口部を、
予め図示しない粘着性の仮固定膜により塞ぎ、この仮固
定膜に内部電極５５を有するチップコンデンサ(電子部
品)５３を貼り付けた状態で、貫通孔５２内に樹脂５９
を充填し固化させた後、上記仮固定膜を除去したもので
ある。かかる配線基板５０は、上記チップコンデンサ５
３の両端に位置する電極５４，５４を、予め絶縁基板５
１およびこれに隣接する絶縁層５６の間に設けたランド
５７，５７にハンダ５８，５８を介して接続している。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、以上のような
配線基板４０，５０では内蔵するコンデンサ４３，５３
などの電子部品とこれを固着する樹脂４９，５９との密
着不良を生じ易く、これに起因してハンダ４８，５８が
割れたり剥離して、電子部品と内部の配線層間の接続不
良や断線などの不具合を招くことがある、という問題が
あった。本発明は、以上に説明した従来の技術における
問題点を解決し、内蔵される電子部品とこれを埋設する
樹脂の密着性を高め、かかる電子部品と内部の配線層や
第１主面上に搭載するＩＣチップ間の接続が確実で安定
した配線基板、およびこの配線基板の製造方法を提供す
ることを課題とする。尚、上記課題は、基板内部にコン
デンサを内蔵する場合に限らず、インダクタ、抵抗、フ
ィルタ、またはトランジスタなどである受動または能動
の電子部品を内蔵する場合も適用される。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、内蔵する電子部品の表面に予め有機系化合
物(カップリング剤)の皮膜を被覆することに着想して成
されたものである。即ち、本発明の配線基板(請求項１)
は、表面および裏面を有する絶縁性の基板と、上記絶縁
性の基板において裏面側に開口する凹部と、かかる凹部
に樹脂を介して内蔵され且つ表面に有機化合物が予め被
覆されている電子部品と、を含む、ことを特徴とする。
これによれば、上記樹脂と電子部品とは、電子部品の表
面に被覆した有機系化合物と上記樹脂とのカップリング
作用により、無機物である電子部品の表面とこれを埋設
する有機物である樹脂との密着性が向上する。このた
め、絶縁性の基板の裏面側に開口する凹部に内蔵した電
子部品から内部の配線層に接続するためのハンダなどが
割れたり剥離せず、あるいは電子部品と配線層とを接続
する配線も断線せず安定した導通が得られる。

【０００６】また、電子部品は、絶縁性の基板の裏面側
(第２主面側)に開口する凹部に樹脂を介して内蔵される
ため、その上端側の電極と第１主面に実装するＩＣチッ
プとの距離が短くなり、電子部品とＩＣチップとの接続
配線におけるループインダクタンスを低減できるので、
短い配線で安定した導通を得ることができる。従って、
小型化し且つ配線が高密度する配線基板において、絶縁
性の基板(例えば単一のコア基板や複数の絶縁層と配線
層とを交互に積層した多層基板など)の凹部に内蔵する
電子部品を安定して活用でき且つ耐久性に優れたものに
できる。

【０００７】尚、上記電子部品の電極と絶縁性の基板の
上方に形成される配線層とをハンダよりも高融点の金属
でメッキすることにより接続することが望ましい。これ
により、第１主面上にＩＣチップをハンダ付けで搭載す
る際も、かかるハンダを溶融するための加熱により溶出
して断線する事態を防ぐことが可能となる。上記メッキ
に用いる金属には、例えば銅、Ａｕ，Ｎｉやこれらの合
金が用いられる。また、前記絶縁性の基板は、単一の絶
縁層(コア基板)、または複数の絶縁層と配線層とを交互
に積層した多層基板の何れかである、配線基板も本発明
に含まれ得る。これによれば、単一の絶縁層からなるコ
ア基板はもとより、上記の多層基板における複数の絶縁
層に跨がり且つ裏面側に開口するように設けた凹部内
で、樹脂と電子部品との密着性を向上させ得る。特に、
多層基板の形態では、電子部品の電極と第１主面に搭載
するＩＣチップとの導通経路を、凹部が位置する絶縁層
の厚み分だけ短くできるため、かかる経路におけるルー
プインダクタンス、スイッチングノイズ、クロストーク
ノイズなどが低減でき、配線基板内の電気的特性を向上
させることができる。更に、多層基板の絶縁性の基板
は、その内部の配線層と表面や裏面の配線層との間がス
ルーホール導体で接続されるため、これら配線層間にお
けるビア導体の形成を省略でき、製造コストも低減可能
となる。

【０００８】また、本発明には、前記有機系化合物が、
チタン系、アルミニウム系、シラン系の何れかからなる
有機系化合物、またはこれら有機系化合物の混合物であ
る、配線基板(請求項２)も含まれる。これによれば、電
子部品および樹脂が一層確実に密着される。上記混合物
には、チタン系とアルミニウム系、チタン系とシラン
系、アルミニウム系とシラン系、チタン系とアルミニウ
ム系とシラン系、チタン系と別のチタン系、アルミニウ
ム系と別のアルミニウム系、シラン系と別のシラン系、
あるいはこれらの３種類以上の組合せによる混合物など
が含まれる。

【０００９】尚、上記チタン系の有機系化合物(カップ
リング剤)には、γ−アミノプロピルトリメトキシチタ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシチタン、γ−アミ
ノプロピルジメトキシメチルチタン、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシチタン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシチタン、γ−グリシドキシプロピルジメ
トキシメチルチタンなどが含まれるが、これらに限るも
のではない。また、前記アルミニウム系の有機系化合物
(カップリング剤)には、γ−アミノプロピルトリメトキ
シアルミニウム、γ−アミノプロピルトリエトキシアル
ミニウム、γ−アミノプロピルジメトキシメチルアルミ
ニウム、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシアルミ
ニウム、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシアルミ
ニウム、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルア
ルミニウムなどが含まれるが、これらに限るものではな
い。

【００１０】更に、前記シラン系の有機系化合物(カッ
プリング剤)には、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルジメトキシメチルシラン、γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アミノプロピルジメトキシシラン、γ−
ウレイドプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプ
ロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノ
エチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリクロルシラン、テトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、γ−クロロプロピロル
トリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシランなど
が含まれるが、これらに限るものではない。

【００１１】前記有機系化合物は、厚さ約０．５μｍ以
下(但し０は含まず)の皮膜にして被覆するのが望まし
い。また、電子部品の表面の他、凹部の内面と共に、絶
縁性の基板(コア基板または多層基板)の表面および裏面
にも被覆されていても良い。被膜の厚さを０．５μｍ以
下としたのは、これよりも厚くなると表面にゼリー状の
固まりが生じ、有機系化合物による密着性や防水作用が
低下するためである。更に望ましくは、前記有機系化合
物は、厚さ約０．２μｍ以下(但し０は含まず)の皮膜に
して被覆するのが望ましい。これにより、表面にゼリー
状の固まりが生じにくくなり、より一層の密着性が得ら
れるためである。尚、電子部品には、コンデンサ、イン
ダクタ、フィルタ、抵抗、ローノイズアンプ(ＬＮＡ)、
トランジスタ、半導体素子、ＦＥＴ、ＳＡＷフィルタ、
ＬＣフィルタ、アンテナスイッチモジュール、カプラ、
ダイプレクサ、デュプレクサなどが含まれる。また、こ
れらをチップ状にしたものや、かかるチップ状の電子部
品を複数個セットした電子部品ユニットも含まれる。更
に、ビルドアップ層は、絶縁性の基板における表面およ
び裏面の少なくとも一方に、複数の絶縁層と配線層とを
交互に積層する多層構造部分を指す。

【００１２】更に、本発明には、前記有機系化合物また
はこれら有機系化合物の混合物のうち、親水基を有する
有機系化合物が、５wt％以下である、配線基板(請求項
３)も含まれる。これによれば、有機系化合物の被膜に
はポリイミドのような吸湿性の成分が少ないため、水分
が前記樹脂に一層浸透しにくくなる。このため、かかる
樹脂自体が加水分解してカルボン酸などに変質したり、
これに起因する剥離およびクラックの発生を確実に予防
することができる。しかも、被膜の吸水性が低い(防水
性が高い)ため、電子部品の電極の溶出(マイグレーショ
ン)を防止し、且つ電極同士間における短絡を防ぐこと
もできる。尚、親水基とは、例えばヒドロキシル基、エ
ポキシ基、カルボキシル基、無水カルボン酸、アミノ
基、スルホン基であり、これを有する化合物が５wt％を
越えると、水分が絶縁性の基板(単一のコア基板または
多層基板)から前記樹脂へ浸透する可能性があるため、
かかる範囲を除外したものである。

【００１３】加えて、本発明には、前記有機系化合物ま
たはこれら有機系化合物の混合物のうち、疎水基を有す
る有機系化合物が、２０wt％以上である、配線基板(請
求項４)も含まれる。これによっても、水分が前記樹脂
に一層浸透しにくくなるため、前記樹脂の変質やこれに
よる剥離およびクラックを確実に予防することができる
と共に、電子部品の電極の溶出(マイグレーション)を防
止し、且つ電極同士間における短絡を防ぐこともでき
る。尚、疎水基とは、例えばアルキル基やハロゲン化ア
ルキル基であり、これを含む化合物が２０wt％未満にな
ると、やはり水分が絶縁性の基板などから前記樹脂へ浸
透する可能性があるため、かかる範囲を除外したもので
ある。

【００１４】一方、本発明の配線基板の製造方法(請求
項５)は、表面および裏面を有する絶縁性の基板におい
て、その裏面側に開口する凹部内に予め有機系化合物を
表面に被覆した電子部品を挿入する工程と、上記凹部内
に樹脂を充填し且つ固化することにより、上記電子部品
を絶縁性の基板に内蔵する工程と、を含む、ことを特徴
とする。これによれば、絶縁性の基板の凹部内において
樹脂で固着した際、前記カップリング作用が働いて、電
子部品の表面とこれを埋設する樹脂との密着性が向上す
る。このため、上記電子部品を内部の配線層に接続する
ためのハンダなどに割れや剥離が生じず、あるいは電子
部品と配線層とを接続する配線も断線せず安定した導通
が得られる。従って、小型化し配線が高密度する配線基
板にて、絶縁性の基板(単一のコア基板または多層基板)
に内蔵した電子部品を安定して活用でき且つ耐久性にも
優れた配線基板を確実且つ安定して提供することができ
る。

【００１５】尚、前記有機系化合物が、チタン系、アル
ミニウム系、シラン系の何れからなる有機系化合物、あ
るいはこれら有機系化合物の混合物である、配線基板の
製造方法とすることも可能である。これによる場合、前
記カップリング作用を一層確実に生じさせ、上記のよう
な配線基板を一層確実に提供することができる。加え
て、以上の有機系化合物(カップリング剤)を用いる場
合、これらに対し予め加水分解処理や更に進んで縮合反
応を生じさせておくことが望ましい。これらの処理によ
り、上記有機系化合物を、より短時間に反応させ得る。
このため、樹脂との密着力を一層向上させることができ
る。また、上記有機系化合物が高分子量化あるいは３次
元化するため、密着力の向上効果が長時間に渉って得ら
れる。尚、例えば上記有機系化合物を分散させための分
散触媒には、水、エタノール、メタノール、イソプロピ
ルアルコールなどのアルコール類を単独または混合して
用いる。また、上記有機系化合物は、カップリング処理
液中で、０．５〜１０wt％、望ましくは１〜５wt％の濃
度とすることが良い。

【００１６】付言すれば、本発明には、前記凹部を形成
する工程が、第１のコア基板と表面の中央部に平面視で
閉じた形状の凹溝を有する第２のコア基板とを貼り合わ
せて積層した後、第２のコア基板の裏面側から上記凹溝
に沿って第２のコア基板の中央部を切除するものであ
る、配線基板の製造方法を含めることも可能である。こ
れによる場合、第１のコア基板および第２のコア基板を
積層して得られた多層構造の絶縁性の基板であって、予
め第１のコア基板の裏面側に電子部品の電極と接続する
接続配線を形成し且つこれを損なうことなく第２のコア
基板と貼り合わせた後、かかる第２のコア基板の中央部
を切除することにより、凹部の形成とその底面(天井面)
における上記接続配線の露出とを同時に成すことができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下において本発明の実施に好適
な形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の配線基
板１における主要部を示す断面図である。配線基板１
は、図１に示すように、絶縁性の基板２と、その表面４
の上方に形成した絶縁層２４，３０および配線層２０，
２８からなるビルドアップ層ＢＵ１と、裏面７の下方に
形成した絶縁層２５，３１および配線層２３，２９から
なるビルドアップ層ＢＵ２とを有する。絶縁性の基板２
は、全体の厚みが約０．８ｍｍで、比較的薄肉の第１の
コア基板３と比較的厚肉の第２のコア基板６とを、プリ
プレグ(接着剤層：絶縁層)５を介して貼り合わせたもの
で、第１のコア基板３の裏面側と第２のコア基板６の表
面側にも、プリプレグ５を挟むように配線層２１，２２
が形成されている。尚、配線層２１，２２は、電源層ま
たはグランド層として使用しても良い。

【００１８】上記コア基板３，６は、例えばガラス−エ
ポキシ樹脂の複合材からなり平面視で矩形を呈し、縦・
横約４０ｍｍずつでそれぞれ約０.２５ｍｍ、０.５ｍｍ
の厚みの絶縁板で、図１に示すように、コア基板６のほ
ぼ中央に平面視でほぼ正方形で裏面７側に開口する凹部
８を有する。凹部８内には、複数のチップ状の電子部品
１０が、エポキシ樹脂を主成分とし且つシリカフィラな
どの無機フィラを含有する電子部品内蔵用の樹脂９を介
して埋設され内蔵されている。電子部品１０は、例えば
ＢａＴｉＯ_３を主成分とする高誘電体セラミックからな
る本体と、その上端または下端から突出しＣｕを主成分
とする電極１２，１３とからなり、内部にＮｉからなる
内部電極を多層で形成しているセラミックコンデンサで
ある。また、上記絶縁層２４などの厚さは約３０μｍ程
度であり、上記配線層２０などの厚さは約１５μｍ程度
である。このうち、最外層の絶縁層３０，３１は、ソル
ダーレジスト層として用いられる。

【００１９】上記電子部品１０の表面には、チタン系、
アルミニウム系、またはシラン系などの有機系化合物
(カップリング剤)やこれら有機系化合物の混合物(カッ
プリング剤)からなり、親水基を有する有機系化合物が
５wt％以下で且つ疎水基を有する有機系化合物が２０wt
％以上である防水性を有する有機系化合物の皮膜１１が
予め被覆されている。例えば、かかる有機系化合物にシ
ラン系化合物の混合物を用いる場合、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランとヘキシルトリメトキシシ
ランとの混合物(重量比１：２０)を用いる。この場合、
親水基を有する化合物は約５wt％で、疎水基を有する化
合物は約９５wt％となる。このため、樹脂９とのカップ
リング作用により、樹脂９と電子部品１０との密着性を
高められ、且つ電子部品１０の後述する電極１２，１２
間などの短絡も防ぐことができる。

【００２０】図１に示すように、第１のコア基板３にお
ける凹部８の真上には、当該コア基板３を貫通する複数
のスルーホール１７と、その内壁に沿って形成したスル
ーホール導体１８、およびその内側に充填した充填樹脂
１９とが形成されている。各スルーホール導体１８の上
端は、前記配線層２０と接続され、且つ各スルーホール
導体１８の下端には、電子部品１０の電極１２と図示し
ないハンダを介して接続される電子部品用パッド(接続
配線)２１が位置する。即ち、電子部品１０は、電極１
２、電子部品用パッド２１、およびスルーホール導体１
８を介して、絶縁性の基板２の表面４上の配線層２０，
２８と導通されている。

【００２１】また、図１に示すように、電子部品１０の
下端から突出する電極１３は、絶縁性の基板２の裏面７
側に露出し且つ配線層２３と直に接続されている。更
に、図１に示すように、凹部８の両側(周囲)には、絶縁
性の基板２における表面４と裏面７との間を貫通する直
径約２５０μｍの複数のスルーホール１４、それらの内
壁に沿って形成したスルーホール導体１５、およびそれ
らの内側に充填した充填樹脂１６が形成されている。各
スルーホール導体１５は、その上端または下端で前記配
線層２０または配線層２３と接続されると共に、その中
間で前記配線層２０，２１とも接続されている。

【００２２】絶縁性の基板２の表面４上と裏面７および
樹脂９の裏面下には、公知のサブトラクティブ法により
所定パターンを有する銅製の配線層２０，２３が形成さ
れ、これらは前記電子部品１０の上端または下端の各電
極１２，１３と導通または接続されている。即ち、表面
４および裏面７の全面に無電解および電解銅メッキを施
して導体層を形成すると共に、かかる導体層の表面に所
定パターンのエッチングレジストを形成し、かかるレジ
ストに覆われていない部分をエッチングすることによ
り、配線層２０，２３が形成される。

【００２３】また、配線層２０の上には、エポキシ樹脂
にシリカフィラなどの無機フィラを含む絶縁材料からな
る絶縁層２４と、その上の配線層２８とが形成され、且
つ配線層２０，２８間を接続するビア導体(フィルドビ
ア)２６が、ハンダよりも高融点の銅メッキにより絶縁
層２４を貫通して形成される。配線層２８上の所定の位
置には、最上層の絶縁層(ソルダーレジスト層)３０を貫
通し且つ第１主面３２よりも高く突出する複数のハンダ
バンプ３４が形成されている。各バンプ３４は、例えば
Ｓｎ−Ａｇ系の低融点合金からなり、図１に示すよう
に、ＩＣチップ３６の底面に形成された接続端子３８と
個別に接続される。尚、配線層２０，２８および絶縁層
２４，３０は、ビルドアップ層ＢＵ１を形成する。

【００２４】同様にして、配線層２３の下には、絶縁層
２５，３１、配線層２９、およびビア導体(フィルドビ
ア)２７が形成されている。図１に示すように、最下層
の絶縁層(ソルダーレジスト層)３１に形成し且つ第２主
面３３側に開口する開口部３５には、配線層２９から延
びた配線３７が露出する。かかる配線３７は、その表面
にＡｕおよびＮｉメッキ膜が被覆され、当該配線基板１
を搭載する図示しないマザーボードとの接続端子として
活用される。尚、配線層２３，２９および絶縁層２５，
３１は、ビルドアップ層ＢＵ２を形成する。尚また、上
記配線３７には、Ｓｎ−Ｓｂ系合金からなるハンダを介
して、図示しない銅系または鉄系合金のピンを接合して
も良い。尚更に、配線層２０，２８，２３，２９やビア
導体２６，２７はサブトラクティブ法のほか、セミアデ
ィテイブ法やフルアディテイブ法などにより形成しても
良い。また、ビア導体形成前のビアホールの穴明けは、
絶縁層が感光性の材料である場合には、公知のフォトリ
ソグラフィ技術により行い、非感光性の材料である場合
にはレーザ(ＣＯ_２，ＹＡＧ，エキシマなど)を照射する
ことにより行う。

【００２５】以上のような配線基板１によれば、絶縁性
の基板２の凹部８内に樹脂９を介して内蔵される電子部
品１０には、予めその表面に有機系化合物からなる皮膜
１１が被覆されているので、これと上記樹脂９との間で
生じるカップリング作用により、電子部品１０と樹脂９
との密着性を高められる。このため、電子部品１０の各
電極１２，１３とパッド２１または配線層２３との接続
部分も断線しにくくなる。また、電子部品１０は、第２
主面３３側に開口する凹部８に樹脂９を介して内蔵され
るため、凹部８の厚み(深さ)分だけ上端の電極１２とＩ
Ｃチップ３６との距離が短くなる。このため、電子部品
１０と第１主面３２上に搭載したＩＣチップ３６との接
続配線におけるループインダクタンスを低減できるの
で、短い配線で安定した導通を得られる。しかも、防水
(撥水)性の皮膜１１を用いた場合には、電子部品１０に
おける電極１２，１２間および電極１３，１３間の短絡
も防止することができる。

【００２６】上記防水性の皮膜１１は、本明細書では防
水仕様という。即ち、防水仕様とは不飽和型超加速度寿
命(ＨＡＳＴ)試験において、電極１２，１３のマイグレ
ーション(溶出)を生じない程度の仕様である。具体的に
は、配線基板１に対し、ＨＡＳＴ試験(条件：温度１３
１℃、相対湿度８５％、気圧２１３ｋＰａ＝２.１ａｔ
ｍ、印加電圧１.８Ｖ、試験時間：１００時間)を行った
場合、電極１２，１３付近における有機化合物の被膜１
１に水分が多く存在すると、電極１２，１３がマイグレ
ーションを生じるため、電極１２，１２間や電極１３，
１３間で短絡が生じる。しかし、本発明では、有機系化
合物の被膜１１が存在することにより、かかる短絡のお
それがなくなる。ここで、電極１２，１２間や電極１
３，１３間の短絡とは、仮に１個の電子部品１０を樹脂
９でモールドする場合には、かかる１個の電子部品１０
内の電極１２，１２間または電極１３，１３間の短絡を
指す。また、複数の電子部品１０を樹脂９でモールドす
る形態では、１個の電子部品内の電極間または隣接する
各電子部品の電極間の短絡を指す。

【００２７】また、電子部品１０の電極１３と第２主面
３３側の配線(接続端子)３７とも短い配線で安定した導
通が得られ、且つ配線基板１自体を搭載するマザーボー
ドなどとの接続も確実となる。従って、小型化し且つ配
線が高密度する配線基板において、その絶縁性の基板２
の凹部８に内蔵する電子部品１０を安定して活用するこ
とができ、且つかかる電子部品１０の耐久性を向上させ
ることができる。尚、電子部品１０には、単一の電子部
品を用いても良く、その表面に有機系化合物の皮膜１１
を被覆したものを用いても良い。尚また、ビルドアップ
層ＢＵ２を形成せず、ビルドアップ層ＢＵ１のみを絶縁
性の基板２に積層する片面積層の配線基板としても良
い。

【００２８】ここで、以上のような配線基板１を得るた
めの本発明による配線基板の製造方法における主要な工
程を、図２乃至図９に基づいて説明する。図２(Ａ)は、
表面４と裏面４ａとに厚みが約１６μｍの銅箔３ａ，３
ｂを貼り付けた厚みが約２５０μｍの第１のコア基板３
を示す。コア基板３の表面４側の中央部における所定の
位置にレーザを照射するか、細径のドリルで穿孔する。
その結果、図２(Ｂ)に示すように、第１のコア基板３の
中央部において、表面４と裏面４ａとの間を貫通し且つ
内径が約１００μｍのスルーホール１７が複数形成され
る。尚、スルーホール１７は、第１のコア基板３の周辺
寄りの位置で且つ後述するスルーホール１４と同軸心の
位置に併せて形成しても良い。

【００２９】次に、複数のスルーホール１７を有する第
１のコア基板３の全面に対し、無電解銅メッキおよび電
解銅メッキを施す。尚、各スルーホール１７の内壁に
は、予めＰｄを含むメッキ触媒を塗布しておく。また、
上記スルーホール１７の穿孔と銅メッキとは、複数のコ
ア基板３(製品単位)を含むパネル(多数個取りの基板)の
状態で行っても良い。その結果、図２(Ｃ)に示すよう
に、各スルーホール１７の内壁に沿って厚みが約３０μ
ｍのスルーホール導体１８が形成される。また、銅箔３
ａ，３ｂは、銅メッキ層３ｃ，３ｄとなるが、便宜上図
２(Ａ)，(Ｂ)の厚みと同じとする。

【００３０】次いで、図２(Ｄ)に示すように、各スルー
ホール導体１８の内側には、シリカフィラなどの無機フ
ィラ入りのエポキシ系樹脂からなる充填樹脂１９が充填
する。尚、充填樹脂１９に替えて、多量の金属粉末を含
む導電性樹脂、または金属粉末を含む非導電性樹脂を用
いても良い。更に、裏面４ａの銅メッキ層３ｄ上の全面
に図示しない銅メッキを行って、充填樹脂１９の端面に
蓋メッキを行う。そして、公知のフォトリソグラフィ技
術により、所定のパターンを有する図示しないエッチン
グレジストを形成した後、このエッチングレジストのパ
ターン間の隙間から露出する銅メッキ層３ｄなどをエッ
チング(公知のサブトラクティブ法)する。その結果、図
２(Ｅ)に示すように、第１のコア基板３の裏面４ａに
は、上記パターンに倣った周辺寄りの配線層２１および
中央部の電子部品用パッド２１が形成される。尚、充填
樹脂１９の端面の真上や真下にビア導体を形成しない場
合には、上記蓋メッキを省いても良い。

【００３１】図３(Ａ)は、厚みが約５００μｍの第２の
コア基板６を示し、その表面７ａと裏面７とには前記同
様の厚みの銅箔６ａ，６ｂを有する。図３(Ｂ)，(ｂ)に
示すように、第２のコア基板６の表面７ａには、その中
央部において平面視でほぼ正方形を呈する凹溝６ｃが、
エンドミルによる座ぐり加工によって形成される。次
に、表面７ａ側の銅箔６ａに対して、前記同様のフォト
リソグラフィ技術およびエッチングを施す。その結果、
図３(Ｃ)に示すように、第２のコア基板６の表面７ａに
は、所定パターンの配線層２２が凹溝６ｃの周囲に形成
される。

【００３２】次に、図４(Ａ)に示すように、裏面４ａに
配線層２１および電子部品用パッド２１を有する第１の
コア基板３と、表面７ａに凹溝６ｃおよび配線層２２を
有する第２のコア基板６との間に、接着性を有し且つ厚
みが約５０μｍでガラスフィラまたはガラスクロス入り
のプリプレグ(接着剤層)５を配置する。そして、図４
(Ａ)中の矢印方向に沿って、第１のコア基板３および第
２のコア基板６を加圧しつつ加熱する。その結果、図４
(Ｂ)に示すように、第１のコア基板３および第２のコア
基板６は、プリプレグ５を介して貼り合わせられ且つ積
層される。これにより、絶縁性の基板２が形成される。
同時に、第２のコア基板６の凹溝６ｃに囲まれた表面７
ａと第１のコア基板３の裏面４ａとの間には、偏平な空
間Ｓが形成される。尚、上記貼り合わせ時に、過剰なプ
リプレグ５がある場合には、凹溝６ｃ内に収容される。
このため、第１のコア基板３の裏面４ａの中央部に位置
する電子部品用パッド２１は、空間Ｓ中に当初の形態の
ままで封じ込められる。

【００３３】次いで、空間Ｓの真上を除いた図４(Ｂ)で
左右に位置する第１のコア基板３の表面４側から、当該
絶縁性の基板２に対し、前記同様のレーザの照射または
ドリルによる穿孔を行う。その結果、図５(Ａ)に示すよ
うに、絶縁性の基板２の左右(周辺)にて、プリプレグ５
を含み且つ第１のコア基板３の表面４と第２のコア基板
６の裏面７との間を貫通する長いスルーホール１４が穿
孔される。かかるスルーホール１４は、その中間でプリ
プレグ５の上下に位置する配線層２１，２２を貫通して
いる。尚、スルーホール１４は、予め第１のコア基板３
の同じ位置に穿孔しておいたスルーホール１７の軸心に
沿って同軸心で形成することも可能である。かかる方法
による場合、各スルーホール１４の位置決めが容易とな
る。

【００３４】更に、各スルーホール１４の内壁に、前記
同様のメッキ触媒を塗布した後、無電解銅メッキおよび
電解銅メッキを全面に施す。その結果、図５(Ｂ)に示す
ように、各スルーホール１４の内壁に沿ったスルーホー
ル導体１５が形成される。同時に、銅メッキ層３ｃ，６
ｂは、一層厚くなるが便宜上同じ厚みとする。次に、各
スルーホール導体１５の内側に前記同様の充填樹脂１６
を個別に充填した後、全面銅メッキを行い充填樹脂１６
の両端面に蓋メッキを行う。そして、第１のコア基板３
の表面４における銅メッキ層３ｃと、第２のコア基板６
の裏面７における銅メッキ層６ｂに対して、前記同様の
フォトリソグラフィ技術およびエッチングを施す。

【００３５】その結果、図６(Ａ)に示すように、絶縁性
の基板２において、第１のコア基板３の表面４および第
２のコア基板６の裏面７に、それぞれ所定パターンの配
線層２０，２３が形成される。尚、充填樹脂１６の両端
面の真上にビア導体を形成しない場合には、上記蓋メッ
キを省いても良い。次いで、図６(Ｂ)に示すように、第
１のコア基板３および第２のコア基板６をプリプレグ５
を介して貼り併せて積層した一対の絶縁性の基板２，２
を、各基板２における第２のコア基板６の裏面７同士を
対向させ、それらの周辺部にプリプレグ(接着層)Ｐを配
置かつ挟持した状態で拘束する。これにより、一対の絶
縁性の基板２，２は、互いに対称に積層されて全体とし
て厚肉となり、且つ高い剛性を発揮するため、反りの発
生が防止される。

【００３６】次に、図７に示すように、何れかの絶縁性
の基板２における第１のコア基板３の表面４の上方に、
絶縁層２４を形成し且つ配線層２０上の所定の位置にフ
ィルドビア導体２６を形成する。これ以降は、ビルドア
ップ層ＢＵ１を絶縁層２４など共に形成する絶縁層(ソ
ルダーレジスト層)３０、および配線層２８を、公知の
ビルドアップ工程(セミアディティブ法、フルアディテ
ィブ法、サブトラクティブ法、フィルム状樹脂材料のラ
ミネートによる絶縁層の形成、フォトリソグラフィ技術
など)により形成する。

【００３７】また、図７に示すように、配線層２８上に
おける所定の位置に、ソルダーレジスト層３０を貫通す
る開口部３４ａをレーザ加工などにより形成する。更
に、残りの絶縁性の基板２における第１のコア基板３に
も、上記同様にしてビルドアップ層ＢＵ１などを形成す
る。その結果、これらのビルドアップ層ＢＵ１を一層平
坦に且つ精度良く形成することができる。尚、上記のよ
うなビルドアップ層ＢＵ１を形成する工程は、複数の絶
縁性の基板２(製品単位)を含む２枚のパネル(多数個取
りの基板)の状態で行っても良い。次に、プリプレグＰ
を除去し、ビルドアップ層ＢＵ１を有する第１のコア基
板３および第２のコア基板６からなる絶縁性の基板２，
２を分離する。

【００３８】更に、図８(Ａ)に示すように、ソルダーレ
ジスト層３０を貫通する開口部３４ａの内側に、前記同
様の低融点合金を印刷・充填して、ソルダーレジスト層
３０の表面(第１主面)３２よりも高く突出するハンダバ
ンプ３４を形成する。この際、隣接し合うハンダバンプ
３４，３４の軸心間距離(ピッチ)を約１５０μｍにして
配置することが可能である。次いで、図８(Ａ)中に一対
の破線ｋ間で示す位置に、高速回転するエンドミルを挿
入し且つその先端を凹溝６ｃの底部付近に進入させると
共に、凹溝６ｃに沿った軌跡で移動させつつ切り込みを
入れる。その結果、図８(Ｂ)に示すように、第２のコア
基板６における凹溝６ｃに囲まれていた位置が切除され
ると共に、その裏面７側に開口する凹部８が形成され
る。凹部８の底面(天井面)には、第１のコア基板３の裏
面４ａにおける電子部品用パッド２１が露出すると共
に、その周囲にはプリプレグ５の側面が露出する。これ
により、第１のコア基板３、第２のコア基板６、および
ビルドアップ層ＢＵ１を含み且つ凹部８を有する絶縁性
の基板２が得られる。

【００３９】以下において、前記凹部９に電子部品１０
を内蔵する工程を説明する。図９(Ａ)に示すように、ビ
ルドアップ層ＢＵ１を省略した絶縁性の基板２における
第１・第２のコア基板３，６を１８０度回転して上下逆
にした状態とし、上向きに開口した凹部８に電子部品
(チップコンデンサ)１０を図示しないチップマウンタに
より挿入する。電子部品１０の表面には、チタン系、ア
ルミニウム系、またはシラン系などの有機系化合物(カ
ップリング剤)やこれら有機系化合物の混合物(カップリ
ング剤)からなり、親水基を有する有機系化合物が５wt
％以下で且つ疎水基を有する有機系化合物が２０wt％以
上である防水性を有する有機系化合物であり、厚さが約
０．２μｍ以下の皮膜１１が予め被覆されている。この
際、予め凹部８内に位置する電子部品用パッド２１の上
に、例えばＳｎ−Ｓｂ系などのハンダｈを形成してお
き、かかるハンダｈを介して電子部品１０の電極１２と
上記電子部品用パッド２１とを個別に接続し且つハンダ
リフローして実装する。

【００４０】図９(Ｂ)に示すように、凹部８内に溶けた
埋込樹脂９を注入した後、脱泡処理および約１００℃に
加熱して約６０分保持する硬化処理を施す。次いで、固
化した埋込樹脂９の盛り上がった表面９ａを、例えばバ
フ研磨などにより平坦に整面する。その結果、図９(Ｃ)
に示すように、各電子部品１０の電極１３が露出する平
坦な表面９ｂが形成される。尚、かかる電極１３の上に
は追って配線層２３がメッキにて直に形成される。即
ち、これ以降は、第２のコア基板６の裏面７および樹脂
９の表面９ｂの上に、前記配線層２３，２９および絶縁
層２５，３１からなるビルドアップ層ＢＵ２や、フィル
ドビア導体２７などを、前記ビルドアップ層ＢＵ１と同
様にして形成することにより、前記図１に示した配線基
板１を得ることができる。尚、ビルドアップ層ＢＵ２を
形成せず、ビルドアップ層ＢＵ１のみを絶縁性の基板２
に積層する片面積層の配線基板を製造することもでき
る。

【００４１】以上のような配線基板１の製造方法によれ
ば、樹脂９と電子部品１０とは、電子部品１０の表面に
被覆した有機系化合物１１と上記樹脂９とのカップリン
グ作用により、無機物である電子部品１０の表面とこれ
を埋設する有機物である樹脂９との密着性が向上する。
このため、絶縁性の基板２の裏面７側に開口する凹部８
に内蔵した電子部品１０から内部の配線層に接続するた
めのハンダｈなどが割れたり剥離せず、あるいは電子部
品１０と配線層２３とを接続する配線も断線せず安定し
た導通が得られる。また、薄肉の第１のコア基板３の裏
面側４ａに、プリプレグ５を介して厚肉の第２のコア基
板６を積層するので、第１のコア基板３の表面４上にビ
ルドアップ層ＢＵ１を形成しても、かかるビルドアップ
層ＢＵ１による反りを第２のコア基板６が抑制する。特
に、図７のように、一対の絶縁性の基板２，２を積層し
た状態で、ビルドアップ層ＢＵ１を形成する場合には、
ビルドアップ層ＢＵ１自体も確実に平坦に形成できる。
更に、ビルドアップ層ＢＵ１の表面３２上に金属製の補
強材を接着する必要がなく、工数およびコストを低減す
ることができる。また、第２のコア基板６の表面７ａに
形成する凹溝６ｃにより、過剰なプリプレグ５が吸収で
きるため、第１のコア基板３と第２のコア基板６とを精
度良く貼り合わせできる。

【００４２】更に、第２のコア基板６の裏面７から図８
(Ａ)中の破線ｋに沿って凹溝６ｃの底部付近に達する切
り込みを、上記凹溝６ｃに沿って入れることにより、第
２のコア基板６の裏面側７に開口する凹部８を形成して
いる。このため、第１のコア基板３の裏面４ａの中央部
に形成した電子部品用パッド２１を損なうことなく、こ
れらを底面(天井面)に位置させた凹部８を形成すること
ができる。また、ルータ(ざぐり)加工による加工面積
が、凹部８の全体を加工する場合に比べて少なくて済む
ため、加工時間や加工コストを低減することができる。
加えて、凹部８に埋込樹脂９を介して電子部品１０を内
蔵した際、この電子部品１０とビルドアップ層ＢＵ１の
表面３２上に搭載するＩＣチップ(半導体素子)３６との
導通経路を短くできる。このため、かかる経路における
ループインダクタンスや抵抗を低減できるなど内部の電
気的特性の安定にも寄与し得る。

【００４３】本発明は、以上において説明した各形態に
限定されるものではない。絶縁性の基板２における前記
第１・第２のコア基板３，６の材質は、前記ガラス−エ
ポキシ樹脂系の複合材料の他、ビスマレイミド・トリア
ジン(ＢＴ)樹脂、エポキシ樹脂、同様の耐熱性、機械強
度、可撓性、加工容易性などを有するガラス織布や、ガ
ラス織布などのガラス繊維とエポキシ樹脂、ポリイミド
樹脂、またはＢＴ樹脂などの樹脂との複合材料であるガ
ラス繊維−樹脂系の複合材料を用いても良い。あるい
は、ポリイミド繊維などの有機繊維と樹脂との複合材料
や、連続気孔を有するＰＴＦＥなど３次元網目構造のフ
ッ素系樹脂にエポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂
−樹脂系の複合材料などを用いることも可能である。

【００４４】また、前記凹部８に内蔵する電子部品は、
１つのみでも良い。逆に、多数の配線基板１を含む多数
個取りの基板(パネル)内における製品単位１個内に、複
数の凹部８を形成しても良い。更に、複数のチップ状電
子部品を互いの側面間で予め接着したユニットとし、こ
れを前記凹部８内に内蔵することもできる。また、チッ
プ状電子部品には、前記チップコンデンサ１０などの
他、チップ状のインダクタ、抵抗、フィルタなどの受動
部品や、トランジスタ、半導体素子、ＦＥＴ、ローノイ
ズアンプ(ＬＮＡ)などの能動部品も含まれると共に、互
いに異種の電子部品同士を配線基板１の同じ凹部８内に
併せて内蔵することも可能である。更に、本発明の配線
基板には、チップコンデンサ１０などの電極がＩＣチッ
プ３６側のみで配線層と接続している配線基板、即ちマ
ザーボード側では電極と配線層とが接続されていない形
態の配線基板も含まれる。

【００４５】また、前記配線層２０，２８、スルーホー
ル導体１５などの材質は、前記Ｃｕの他、Ａｇ、Ｎｉ、
Ｎｉ−Ａｕ系などにしても良く、あるいは、これら金属
のメッキ層を用いず、導電性樹脂を塗布するなどの方法
により形成しても良い。更に、前記絶縁層２４，３０な
どの材質は、前記エポキシ樹脂を主成分とするもののほ
か、同様の耐熱性、パターン成形性等を有するポリイミ
ド樹脂、ＢＴ樹脂、ＰＰＥ樹脂、あるいは、連続気孔を
有するＰＴＦＥなど３次元網目構造のフッ素系樹脂にエ
ポキシ樹脂などの樹脂を含浸させた樹脂−樹脂系の複合
材料などを用いることもできる。尚、絶縁層の形成に
は、絶縁性の樹脂フィルムを熱圧着する方法のほか、液
状の樹脂をロールコータにより塗布する方法を用いるこ
ともできる。尚また、絶縁層に混入するガラス布または
ガラスフィラの組成は、Ｅガラス、Ｄガラス、Ｑガラ
ス、Ｓガラスの何れか、またはこれらのうちの２種類以
上を併用したものとしても良い。また、ビア導体は、前
記フィルドビア導体２６などでなく、完全に導体で埋ま
ってないコンフォーマルビア導体とすることもできる。
あるいは、各ビア導体の軸心をずらしつつ積み重ねるス
タッガードの形態でも良いし、途中で平面方向に延びる
配線層が介在する形態としても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上に説明した本発明の配線基板(請求
項１)によれば、前記樹脂と電子部品とは、電子部品の
表面に被覆した有機系化合物と上記樹脂とのカップリン
グ作用により、無機物である電子部品の表面とこれを埋
設する有機物である樹脂との密着性が向上する。また、
電子部品は、絶縁性の基板の裏面側(第２主面側)に開口
する凹部に樹脂を介して内蔵されるため、その電極と第
１主面に実装するＩＣチップとの距離が短くなり、電子
部品とＩＣチップとの接続配線におけるループインダク
タンスを低減できるため、短い配線で安定した導通が得
られる。また、請求項２〜４の配線基板によれば、上記
電子部品と樹脂との密着性が一層向上し且つ確実にな
る。

【００４７】一方、本発明の配線基板の製造方法(請求
項５)によれば、予め表面に有機系化合物が被覆された
前記電子部品を凹部内に樹脂を介して内蔵した際、上記
カップリング作用が働き、電子部品の表面とこれを埋設
する上記樹脂との密着性が向上する。このため、上記電
子部品を内部の配線層(パッドを含む)に接続するハンダ
に割れや剥離が生じず、あるいは電子部品と配線層を接
続する配線も断線せず安定した導通が得られる。また、
防水仕様の皮膜を用いた場合、電子部品の電極同士間の
短絡も予防できる。従って、小型化し配線が高密度する
配線基板にて、絶縁性の基板(単一のコア基板または多
層基板)に内蔵した電子部品を安定して活用でき且つ耐
久性にも優れた配線基板を確実且つ安定して提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板における主要部を示す断面
図。

【図２】(Ａ)〜(Ｅ)は本発明の製造方法のうち第１のコ
ア基板に関する主な製造工程を示す概略図。

【図３】(Ａ)〜(Ｃ)，(ｂ)は本製造方法のうち第２のコ
ア基板に関する主な製造工程を示す概略図。

【図４】(Ａ)，(Ｂ)は図２，３に続く本発明の製造方法
の主な工程を示す概略図。

【図５】(Ａ)，(Ｂ)は図４(Ｂ)に続く本発明の製造方法
の主な工程を示す概略図。

【図６】(Ａ)，(Ｂ)は図５(Ｂ)に続く本発明の製造方法
の主な工程を示す概略図。

【図７】図６(Ｂ)に続く本発明の製造方法の主な工程を
示す概略図。

【図８】(Ａ)，(Ｂ)は図７に続く本発明の製造方法の主
な工程を示す概略図。

【図９】(Ａ)〜(Ｃ)は図８(Ｂ)に続く製造方法における
主要な工程を示す概略図。

【図１０】(Ａ)，(Ｂ)は従来の配線基板における主要部
を示す断面図。

【符号の説明】

１………配線基板 ２………絶縁性の基板 ４………表面 ７………裏面 ８………凹部 ９………樹脂 １０……電子部品 １１……有機化合物の皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 幸樹 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E314 AA21 AA24 BB05 CC01 FF08 GG11 5E336 AA04 AA08 AA09 AA16 BB02 BB03 BC05 BC25 CC31 CC50 CC51 CC55 EE07 GG11 GG14 5E346 AA12 AA16 AA32 AA43 AA51 FF45 HH06 HH11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面および裏面を有する絶縁性の基板と、 上記絶縁性の基板において裏面側に開口する凹部と、 上記凹部に樹脂を介して内蔵され且つ表面に有機化合物
   が予め被覆されている電子部品と、を含む、ことを特徴
   とする配線基板。
2. 【請求項２】前記有機系化合物が、チタン系、アルミニ
   ウム系、シラン系の何れかからなる有機系化合物、また
   はこれら有機系化合物の混合物である、 ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 【請求項３】前記有機系化合物またはこれら有機系化合
   物の混合物のうち、親水基を有する有機系化合物が、５
   wt％以下である、 ことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
4. 【請求項４】前記有機系化合物またはこれら有機系化合
   物の混合物のうち、疎水基を有する有機系化合物が、２
   ０wt％以上である、 ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の
   配線基板。
5. 【請求項５】表面および裏面を有する絶縁性の基板にお
   いて、その裏面側に開口する凹部内に予め有機系化合物
   を表面に被覆した電子部品を挿入する工程と、 上記凹部内に樹脂を充填し且つ固化することにより、上
   記電子部品を絶縁性の基板に内蔵する工程と、を含む、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。